Открытый урок на тему "Импульс тела"

Тема: "Импульс тела. Закон сохранения импульса тела"

Цели: -сформировать представление об импульсе тела, законе сохранения импульса и импульсе силы;

- продолжить совершенствование навыков решения задач с учетом теоретических знаний;

- раскрыть сущность закона сохранения импульса, обозначить границы применимости.

- показать объективность проявления закона сохранения импульса, учёт и использование его на практике.

Ход урока

• Актуализация знаний.

1.Какой раздел физики называется механикой?

2.В чём заключается основная задача механики?

3.Как формулируется второй закон Ньютона?

4.О чём гласит третий закон Ньютона?

5.В каком случае основную задачу механики можно решить с помощью законов Ньютона?

1. Организационный этап (1мин)

2. Повторение изученного материала. (8 мин)

Учитель: Выделенная в кроссворде область укажет вам ключевое словосочетание, которое будет объектом нашего изучения сегодня на уроке. (Разгадываем слева направо, слова записываем по очереди вертикально).

1. Явление сохранения скорости постоянной при отсутствии внешних воздействий или при их компенсации.

2. Явление изменения объема или формы тела.

3. Сила, возникающая при деформации, стремящая вернуть тело в первоначальное положение.

4. Английский ученый, современник Ньютона, установил зависимость силы упругости от деформации.

5. Единица массы.

6. Английский ученый, открывший основные законы механики.

7. Векторная физическая величина, численно равная изменению скорости за единицу времени.

8. Сила, с которой Земля притягивает к себе все тела.

9. Сила, возникающая в результате движения одного тела по поверхности другого и благодаря существованию сил взаимодействия между молекулами и атомами соприкасающихся тел, направленная всегда в сторону противоположную движению.

10. Мера взаимодействия тел.

11. Раздел механики, в которой изучают закономерности механического движения материальных тел под действием приложенных к ним сил.

Изучение нового материала. (18 мин)

Запись числа и темы урока на доске “Импульс тела и импульс силы. Закон сохранения импульса”

Цели урока для учащихся: усвоить понятие импульса тела и импульса силы, понятие замкнутой системы, изучить закон сохранения импульса, научиться решать задачи на закон сохранения.

Зная основные законы механики, законы Ньютона, казалось бы, можно решить любую задачу о движении тел. Проведём ряд экспериментов и выясним, можно ли в этих случаях, используя только законы Ньютона, рассчитать параметры движения?

• Учитель: ребята ответьте на вопросы:

Любое ли тело может обладать импульсом?

Может ли импульс тела быть равным нулю? (учащиеся отвечают на вопросы)

Импульсом силы называется произведение силы на время её действия: .

Изменение импульса тела равно импульсу силы: .

Рассмотрим взаимодействие тел на примере шариков, подвешенных на нитях. Импульс левого и правого шариков изменяется, а импульс системы шариков не меняется (на сколько уменьшится импульс левого шара, настолько увеличится импульс правого, а импульс системы шариков не меняется см. Рисунок 1).

Если два, или несколько тел взаимодействуют только между собой, без воздействия внешних сил, то они образуют замкнутую систему.

Исходя из выше сказанного, можно сформулировать закон сохранения импульса:

векторная сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, не меняется с течением времени при любых движениях и взаимодействиях этих тел.

• Получим математическую запись закона сохранения импульса.

Пусть замкнутая система состоит из двух тел массами m₁ и m₂, которые до столкновения имеют скорости  и (см. Рисунок 2),а после столкновения -и .

Система будет замкнутая, так как силы тяжести уравновешены силами упругости поверхности, а силы сопротивления малы. Во время столкновения возникают силы .

По второму закону Ньютона каждую из этих сил можно заменить произведением массы на ускорение, полученное каждым из тел при взаимодействии:

Ускорения тел определяются равенствами:  и ;

подставим формулы (2) и (3) в (1),получим:;

сократим обе части уравнения (4) на t:или

(5).Сгруппируем члены уравнения(5) следующим образом:

(6).В правой части равенства стоит сумма импульсов обоих тел до столкновения, а в левой - сумма импульсов тех же тел после взаимодействия. Импульс каждого тела изменился, сумма же осталась неизменной. Учитывая, что , запишем уравнение (6) ввиде:(7).

Таким образом, геометрическая сумма импульсов тел, составляющих замкнутую систему, остаётся постоянной при любых движениях и взаимодействиях тел системы.

• Границы применимости ЗСИ: выполняется в замкнутой системе.

Примеры замкнутых систем:

• ружьё и пуля в его стволе;

• пушка и снаряд;

• оболочка ракеты и топливо в ней;

• Солнце и планеты;

• Земля и её спутники;

• лодка и человек и т.д.

Для лучшего усвоения материала на уроке можно использовать видеофильмы из электронных учебников (видеофильм “Пушка и снаряд”, видеофильм “Отдача”).

Учитель предлагает учащимся применить полученные знания при решении качественных задач.

• Качественные задачи.

1. Может ли человек, стоящий на идеальной гладкой горизонтальной (ледяной) поверхности, сдвинутся с места, не упираясь острыми предметами в лёд?

2. Россказни барона Мюнхгаузен гласят о том, что ему удалось вытащить себя из болота за свои собственные волосы. Мог ли он это сделать?

• Решение задач.

Задача 1. Из ружья массой 5 кг вылетает пуля массой 5 г со скоростью 600 м\с. Найти скорость отдачи ружья.

Учитель на доске последовательно излагает ход решения задачи на применение закона сохранения импульса.

Задача 2.(учащиеся решают самостоятельно по образцу).

На неподвижную тележку массой 100 кг прыгает человек массой 50 кг со скоростью 6 С какой скоростью начнёт двигаться тележка с человеком?

Ответ ко второй задаче 2 м\с

• Домашнее задание.§§ 21,22, упр.21(2).

• Итог урока.

• Обобщение и систематизация.

1.Что называется импульсом тела?

2.Что можно сказать о направлении векторов импульса и скорости движущегося тела?

3.Что означает утверждение о том, что несколько тел образуют замкнутую систему?

4.Какую систему называют замкнутой?

5.Сформулируйте закон сохранения импульса.

• Рефлексия.

• Ребята, у каждого из вас на столе лежат жетончики красного, зеленого, желтого цвета. Кто хорошо понял тему поднимите жетончики зелёного цвета, кто частично понял – жёлтого цвета, кто плохо понял – красного цвета..